造成Gls內(nèi)發(fā)生局部放電的原因是多方面的，引發(fā)絕緣故障的缺陷類型及故障的平均分布如圖所示。
GIS內(nèi)不同缺陷類型引發(fā)的絕緣故障率
(1)自由導電微粒
自由導電微粒是氣體絕緣裝置中最常見的缺陷，它是導致GIS絕緣故障的主要原因。這些微粒可能是制造或裝配過程中未清洗干凈而產(chǎn)生的遺留物，也可能是機械裝置動作過程中金屬磨擦而產(chǎn)生的金屬粉末。自由導電微粒的形狀有粉末狀或片狀或大尺寸固體顆粒等，它們能夠在外電場作用下感應電荷以獲得足夠的電場能量，并在電場力的作用下發(fā)生跳動或位移，如果電場足夠強，自由導電微粒獲得的能量足夠大，就完全有可能越過外殼和高壓導體之間的間隙或移動到有損絕緣的地方。金屬微粒運動的程度既取決于材料和形狀，又取決外電場的強度和作用時間等因素。當金屬微粒接近而未接觸到高壓導體時，最容易表現(xiàn)的電氣特征是產(chǎn)生PD現(xiàn)象。同時，金屬微粒在遷移過程中和附著在絕緣子表面時也會產(chǎn)生PD現(xiàn)象，只是不同的運動形式所產(chǎn)生的PD指紋譜圖各異。(2)固定金屬突出物
固定金屬突出物通常有兩種存在形式：一是金屬突起毛刺，二是金屬微粒附著在固體絕緣表面。它是因加工不良、機械破壞或裝配時的相互擦刮而產(chǎn)生，通常異常尖銳，以致在尖頭突出部位形成絕緣氣體中的高場強區(qū)。在穩(wěn)態(tài)工作條件下，這些高場強區(qū)所產(chǎn)生的電暈有時顯得較為穩(wěn)定，不一定會引起擊穿。然而，在快速暫態(tài)過電壓下，譬如在操作過電壓或雷電過電壓下，往往會引發(fā)故障。另外，絕緣子表面吸附的固體金屬微粒，若是暫時粘在絕緣子表面，通常會移動到低場強區(qū)而不發(fā)生PD，但在某些情況下會長期地固定在絕緣子表面，作為固定金屬微粒，它粘貼在絕緣表面的作用類似于金屬突起物。然而，絕緣子表面微粒有以下幾個主要不同特征：①絕緣子上的微粒有時在交接時并不存在，而是過一段時間才出現(xiàn)。有些微粒起初可能并不危險，但由于機械振動和操作過電壓引起的靜電力，會有輕微的運動并最終朝著危險的方向發(fā)展。
②絕緣子表面的微粒會形成表面電荷聚集，從而在某種程度上加大了故障的可能性。
③微粒處的放電會導致絕緣子表面損傷，在工頻場下產(chǎn)生表面樹痕，最終出現(xiàn)故障。
(3)絕緣子缺陷
絕緣子缺陷有可能發(fā)生在絕緣子表面或內(nèi)部。表面缺陷是由其它的缺陷類型引起的二次效應，比如PD產(chǎn)生的分解物、金屬微?；蛘呓^緣氣體中可能過多的水氣引起的破壞；在現(xiàn)場測試時，閃絡產(chǎn)生的樹痕在某種情況下也可以被視為絕緣表面缺陷。內(nèi)部缺陷通常很小，常常是一些在制造過程中形成但又很難檢測到的缺陷，比如在制造過程中滲入的金屬微粒、環(huán)氧樹脂在固化過程中的收縮以及環(huán)氧樹脂和金屬電極不同的熱膨脹系數(shù)而出現(xiàn)的內(nèi)部空隙和層離；由于裝配誤差，導體的機械運動也可能給絕緣子造成損傷。(4)懸浮電位體
在GIS內(nèi)部，被廣泛地用來改善危險部位的電場分布的屏蔽電極與高壓導體或接地導體間的電氣連接通常是所謂輕負載接觸(即連接部分只傳輸很小的容性電流)，然而，一些連接部件在最初安裝時雖然接觸良好，但隨著開關電器操作所產(chǎn)生的機械振動會導致移位或隨時間推移帶來的老化，都有可能造成靜電屏蔽體的接觸不良，從而出現(xiàn)浮動電位。同時，靜電屏蔽體或導體連接點機械上的不良接觸又會加劇因靜電力引起的機械振動，從而進一步導致接觸不良，最終出現(xiàn)電極電位浮動。對于大多數(shù)電位浮動的電極，所形成的等效電容在充電過程中會產(chǎn)生PD，并伴有較強的電磁輻射和超聲波，同時，放電還會形成腐蝕性的分解物和微粒，從而加速惡化，污染附近的絕緣表面直致造成絕緣故障。(5)微水含量
在實際設計中，GIS中的高氣壓SF6絕緣氣體添加某些少量其它氣體(如N2)有利于提高SF6的氣體介質(zhì)絕緣性能，但少量的微水混入會使SF6的絕緣性能大大下降。當溫度下降時，微水就會出現(xiàn)凝露，結合其它混合物附著在固體絕緣表面，影響絕緣表面的導電性。此外，有些影響絕緣性能的裝配錯誤在交接試驗時可能會被漏檢，比如，只做運輸途中使用的袋裝干燥劑，在組裝時卻忘了從GIS部件中取出來，交接試驗時又沒有被檢測到，它雖然不會立即引起故障，但卻對今后GIS的運行帶來隱患。
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